转炉用低硅铁脱氧合金化的实验
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转炉炼钢脱氧工艺分析发布时间:2021-05-19T09:05:28.921Z 来源:《中国科技人才》2021年第8期作者:李涛[导读] 转炉根据炉衬耐火材料的性质可分为酸性转炉和碱性转炉两种;根据气体吹入炉内的部位,可分为底吹、顶吹、侧吹和顶底复合吹炼转炉;按气体种类可分为空气转炉和氧气转炉。
石横特钢集团有限公司山东省肥城市 271600摘要:随着社会经济发展的转型,钢铁行业也需要实现创新,引入一些新工艺,控制产品的生产成本,促进产品质量的本质提高。
从转炉炼钢的角度来看,脱氧技术一直存在问题。
因此,如果想真正实现整体优化的过程中,应该采取有效的钢液脱氧处理措施, 让炼钢成本中的脱氧成本得到全面控制,确保钢铁产品的质量不断提高,在对相关企业的发展创造有利条件。
关键词:转炉;炼钢脱氧工艺;沉淀脱氧1、炼钢转炉的主要类型和冶炼工艺转炉根据炉衬耐火材料的性质可分为酸性转炉和碱性转炉两种;根据气体吹入炉内的部位,可分为底吹、顶吹、侧吹和顶底复合吹炼转炉;按气体种类可分为空气转炉和氧气转炉。
碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大,单炉产量高、成本低、投资少,成为使用最普遍的炼钢设备。
转炉主要用于生产碳钢、合金钢等。
转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料,加入少量生石灰,鼓入空气或氧气,使硅、锰、磷、硫、碳等杂质氧化,在氧化过程中放出大量的热量(含1%的硅可使生铁的温度升高200℃),使炉内达到足够高的温度(不需借助外加能源),靠铁水本身的物理热和铁水组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。
2、转炉炼钢脱氧工艺问题和氧的产生和危害钢液中的氧通常以非金属夹杂物或溶解氧的形式出现。
在炼钢和吹氧过程中可能会出现氧。
但是,无论用哪种方法来扩大炼钢,这种方法都可以用来去除钢中的其他材料,物质会被分解,特别是在锰、硅、磷和碳的加工过程中。
基本上,氧气会被使用,与氧气发生化学反应,导致其他物质与氧气融合形成新的物质,同时分解其他物质。
炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺优化随着工业技术的发展和市场需求的变化,钢铁行业对于低碳钢的需求越来越高。
低碳钢具有良好的可加工性、韧性和焊接性能,广泛应用于汽车、船舶、建筑等领域。
而炼钢转炉是生产低碳钢的重要工艺设备,其冶炼过程中的脱氧合金化工艺直接影响着低碳钢的质量和性能。
本文将对炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺进行优化提升。
一、传统工艺存在的问题传统的炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化工艺存在一些问题,主要包括:1. 脱氧材料不足:传统工艺中常用的脱氧剂是硅铁,其存在着脱氧效果不佳、回收利用难等问题,无法满足低碳钢的脱氧需求。
2. 钢水中氧含量高:传统炼钢转炉工艺在钢水中脱氧不彻底,导致钢水中氧含量仍然较高,降低低碳钢的质量。
3. 合金元素添加不均匀:为了满足低碳钢的性能需求,需要添加合金元素,但传统工艺中合金元素的添加存在不均匀的问题,造成低碳钢性能的不稳定。
二、工艺优化方案针对传统工艺存在的问题,我们可以采取以下工艺优化方案:1. 优化脱氧剂的选择:传统的硅铁脱氧剂可以通过其他脱氧剂进行替代,例如铝、锰等。
这些脱氧剂具有良好的脱氧效果和易回收利用的特点,可以提高低碳钢的质量。
2. 加强脱氧过程控制:通过提高脱氧剂的加入量和延长脱氧时间,确保炉料中的氧含量完全脱氧。
可以采用自动控制系统,实时监测钢水中氧含量,调整脱氧剂的加入量,实现钢水的有效脱氧。
3. 合金元素均匀添加:采用先进的合金元素添加技术,确保合金元素的均匀分布。
可以利用真空脱气设备将合金元素均匀加入钢水中,或者采用复合脱氧剂,使脱氧剂和合金元素同时添加,提高低碳钢的合金化效果。
4. 优化工艺参数:通过对炉温、转炉容量、吹氧时间等工艺参数的优化调整,提高低碳钢的冶炼效果。
可以利用计算机模拟技术对工艺参数进行优化设计,以实现低碳钢冶炼过程的最佳效果。
三、优化方案的效果及推广通过实施上述工艺优化方案,可以显著提高炼钢转炉冶炼低碳钢脱氧合金化的效果,进一步提升低碳钢的质量和性能。
12Metallurgical smelting冶金冶炼转炉炼钢脱氧工艺的优化方法分析牟贝成(天津荣程联合钢铁有限公司,天津 300350)摘 要:在炼钢过程中,转炉炼钢脱氧方式应用越来越多样化,而且钢液脱氧效果控制同样也是炼钢过程的重要内容,能够确保整个钢产品质量不受影响。
本文根据以往工作经验,对转炉炼钢脱氧工艺内容进行总结,并从沉淀脱氧工艺优化、脱氧方式的优化、脱氧工艺优化前后效果对比三方面,论述了转炉炼钢脱氧工艺的优化方法分析,希望对相关工作能够起到一定的帮助作用。
关键词:转炉;炼钢脱氧工艺;沉淀脱氧中图分类号:TF713.5 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)23-0012-2 收稿日期:2020-12作者简介:牟贝成,生于1984年,男,汉组,山东省潍坊市人,助理工程师,本科,研究方向:钢水冶炼、浇注及钢坯轧制。
随着社会经济发展形式的转变,钢铁行业同样也需要实现创新,引进一些新的工艺,控制好产品的生产成本,促使产品质量得到本质性提升。
站在转炉炼钢角度来说,脱氧工艺领域之中一直存在问题,所以说,想要真正实现工艺的全面优化,应采用高效的钢液脱氧处理措施,让炼钢成本中的脱氧成本得到全面控制,确保钢产品质量稳步上升,为相关企业发展创造有利条件。
1 转炉炼钢脱氧工艺实际转炉炼钢过程中,能够实现生铁中碳元素的部分氧化,最终形成化学和物理性质较高的钢,进而完成整个冶炼过程。
反观炼钢液,内部氧气的存在形式为溶解氧以及非金属杂物形式,主要产生自吹氧炼钢和原料等环节之中。
想要将钢中的硫和磷等元素控制到钢种所需的目标值,则需要大量的氧气或者主要通过氧化反应,因此,氧化反应的产生显得十分重要,人们可以通过氧化合物出现,将更多的杂质析出。
但同时钢液中的含氧量也会迅速提升,相关工作人员需要进行脱氧处理,即使这样在晶界附近,还是会析出氧化亚铁,这对于连铸坯凝固组织结构及稳定性极为不利。
如果无法实现全面的脱氧处理,容易导致钢塑性大幅下降,甚至还会出现热脆情况,致使钢铁出现氧化现象,进而在钢铁之中混入氧化物,降低钢产品的力学性能。
本一致。
5.1 关于合金收得率由表3可知,新旧工艺相比,ηMn提高了0.70%~8.27%,ηSi基本接近,ηC有所下降。
这是由于使用了SiMn复合合金后,极大地改善了脱氧的热力学条件,同时使脱氧产物的形核、长大和排除都具有比较有利的动力学条件。
使SiMn中Mn和Si的收得率均有不同程度的提高。
这一点与复合合金剂对钢中[O]的影响也是一致的(见图1)。
图1 复合合金剂对钢中[O]的影响另外,硅锰合金中硅元素比锰元素的还原性强,会优先氧化,从而降低了钢中氧位,改善了锰元素的合金化条件,提高了ηMn。
加之由于使用了SiC粉,因其与氧的亲和力大于硅铁与氧的亲和力(见图2),其脱氧反应剧烈,导致消耗于脱氧的SiMn相对减少,也相应提高了SiMn合金中Mn和Si的收得率。
图2 脱氧反应标准自由能变化与温度关系图SiC(s)+3(FeO)=SiO2(s)+{CO}+3Fe(l)ΔG01=-260999-52.8777T KJ/mol(1)SiC(s)+3〔O〕=SiO2(s)+{O}ΔG02=-607354+91.58T KJ/mol(2)Si(s)+2(FeO)=SiO2(s)+2Fe(l)ΔG03=-486802.8+113.03T KJ/mol (3)Si(s)+2〔O〕=SiO2(s)ΔG04=-717706+209.3T KJ/mol (4)C(s)+(FeO)=Fe(l)+{CO}ΔG05=120885.6-132.84T KJ/mol (5)C(s)+〔O〕={CO}ΔG06=5434-84.68TKJ/mol (6)另一方面,SiC的密度只有3.2g/cm3,且试验时用的碳化硅中SiC含量偏低,又多呈粉状,加入钢包后,部分飘浮在钢液面上,由于烧损(即消耗于氧化性渣和气氛中)和机械损失(即损失于钢液面的渣中)以及用于脱氧的SiC量增加,导致SiC中Si和C 的收得率偏低。
而SiMn和SiC综合脱氧合金化的结果使得ηSi基本不变。
炼钢生产中转炉炼钢脱氧工艺综述摘要:随着时代的不断发展,我国的钢铁工业也有了长足的进步。
为了实现节能减排,进一步促进钢铁工业良性发展,需要在现在的钢铁生产与制造过程中,积极探寻清洁生产工艺。
因此,要深入研究转炉炼钢脱氧工艺,进一步提高工艺水平,有效保障炼钢质量。
本文介绍了冶金钢铁生产过程中的主要产品质量控制因素,并分析了在转炉炼钢生产过程中氧的形成与影响,综述了在转炉炼钢产中的主要脱氧方案与具体操作。
关键词:炼钢生产;转炉炼钢;脱氧工艺中图分类号:TF703 文献标识码:A引言从整体上而言,我国的钢铁在生产过程中仍然存在着一定的质量问题,导致这方面问题出现的原因比较多,其中,转炉炼钢脱氧工艺的选择及其对钢水质量影响至关重要,而转炉炼钢脱氧在提升产品质量和效率上也发挥着非常关键的作用。
所以,应该从转炉炼钢脱氧工艺各个技术环节入手,加大探究力度,以此来推动冶炼钢铁技术的提升以保证钢铁产品质量。
1 转炉炼钢的原理转炉炼钢所使用的主体设备是转炉,炼钢所需要的主要原料是铁水及废钢,而转炉炼钢的全部吹炼步骤都是氧化反应,炼钢的主要任务为:脱碳、脱磷、脱硫、脱氧以除去夹杂物等,目的是增加温度和调整成分。
在吹炼期间的钢水温度和成分控制中需要运用热平衡方法和加石灰、轻烧公式,在转炉冶炼操作过程中需要形成以适当的二元碱度(氧化钙同二氧化硅之比)及氧化镁为主要组分的渣系,以有效去除P、S等杂质元素,并使熔炼结果能够获得最理想的出钢温度和成分条件。
在吹炼阶段中,顶吹氧气与铁水、废钢等进行了强烈的化学氧化反应,所获得的钢水氧含量无法达到钢材的品质要求,所以在出钢阶段中必须开展脱氧合金化技术来得到质量要求合格的钢水,以满足炼钢的质量需要。
2 氧的生产和危害通常在原料和吹氧炼钢过程中产生氧。
因为炼钢过程中析出杂质时需要利用氧,在LF精炼和连铸阶段,析出杂质后将会随之减少氧的含量,且少量的氧不会影响钢的质量。
在炼钢过程中,如果没有有效处理钢液溶解的氧,将会导致氧含量超过控制标准。
21Metallurgical smelting冶金冶炼转炉炼钢脱氧工艺分析徐 亮(河北钢铁集团宣化钢铁公司,河北 张家口 075100)摘 要:以如今实际的炼钢情况而言,转炉炼钢的应用频次较高,此种炼钢方法的自动化水平普遍高于其他技术,其生产效果相对显著,但是此种炼钢方法在具体应用期间必须关注脱氧技术的良好应用,由于脱氧操作质量能够在一定程度上决定炼钢操作的效果。
总体而言,在炼钢操作期间,转炉炼钢的应用需要重视脱氧技术的操作,因此针对其展开探讨与研究对于炼钢业的发展具有重要的意义。
关键词:转炉炼钢;脱氧工艺;对策分析中图分类号:TF713.5 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)21-0021-2收稿日期:2020-11作者简介:徐亮,男,生于1987年,汉族,辽宁鞍山人,工程师,研究方向:炼钢冶金。
钢铁企业立足实际,选择合适的转炉炼钢脱氧工艺,通过降低钢中的夹杂物,改善钢水的流动性,提升脱氧效率与效果。
1 转炉炼钢与脱氧工艺的相关概述1.1 转炉炼钢的原理转炉炼钢操作的设备为转炉。
转炉的形态类似于鸭梨,内部为由耐火砖形成的炉壁,炉体能够360度任意角度旋转。
炼钢所需的原料为铁水和废钢,转炉炼钢在整个吹炼过程为氧化反应,炼钢的基本任务包括:脱碳、脱磷、脱硫、脱氧去除有害气体和杂质,提高温度和调整成分。
吹炼过程根据铁水温度和成分操作人员利用热平衡公式和加白灰、轻烧公式使炼钢渣系形成合适的碱度和氧化镁有效的去除C、P、S,并在冶炼结束能够达到合适的出钢温度和成分要求。
由于在吹炼过程中顶吹氧气和炉内铁水、废钢发生强有力的化学氧化反应,最终所得钢水所含氧含量不能满足钢种质量要求,所以在出钢过程中要开展脱氧合金化操作来提升钢的品质,达到钢种要求。
1.2 脱氧工艺在炼钢过程中的重要作用转炉炼钢期间脱氧技术主要为了降低钢中氧的数量,防止因为氧含量较多,和别的物质发生不利于生产质量要求的反应。